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[发明专利]基于纳米梁谐振腔的超小尺寸超大自由光谱范围滤波器-CN202310733289.7在审
发明人：孙春雷;李兰;唐仁杰;林宏焘 -专利权人：西湖大学
申请日： 2023-06-20 - 公布日： 2023-10-17 - 主分类号： G02B6/293 文献下载
摘要：本发明公开一种基于纳米梁谐振腔的超小尺寸超大自由光谱范围滤波器，该结构包括由入射波导、耦合波导和出射波导依次相连构成的边耦合波导，以及位于纳米梁波导上的左侧布拉格反射镜孔阵列、拉锥渐变型孔阵列、反向拉锥渐变型孔阵列、右侧布拉格反射镜孔阵列。左侧布拉格反射镜孔阵列的周期和右侧布拉格反射镜孔阵列的周期不同，两者形成的布拉格重叠带与纳米梁谐振腔的自由光谱范围满足一定的条件。本发明将波导耦合器与非对称纳米梁谐振腔结合，通过调整左右两侧布拉格反射镜形成的布拉格重叠禁带，使其小于纳米梁谐振腔的自由光谱范围，可实现全光谱范围单纵模激励，从而实现单通道信号滤波。
基于纳米谐振腔尺寸超大自由光谱范围滤波器

[发明专利]一种可大规模扩展的非易失性片上光学神经网络-CN202310405702.7在审
发明人： 林宏焘;李钧颖;许恺;魏茂良;杨松涛;皮龙城;王子骏 -专利权人：浙江大学
申请日： 2023-04-17 - 公布日： 2023-09-15 - 主分类号： G06N3/067 文献下载
摘要：本发明公开了一种可大规模扩展的非易失性片上光学神经网络，该网络涉及一个制备在标准绝缘体上硅材料平台的权重调制单元阵列，每个可调控单元均设计有相应的非易失/易失性一体化集成相移器；该网络基于如热光调控等易失性调控方案完成神经网络的训练过程；基于相变材料的电脉冲调控方案，实现网络权重系数的非易失性调控；本发明的基本单元器件的光谱响应中仅存在单谐振模式，该特性将极大地增加波分复用型光学神经网络的信道数量和并行数据吞吐量；快速易失性调谐结合非易失性相变存储的设计方案在满足神经网络等应用中进行高频刷新需求的同时，兼顾了光学神经网络调控能耗的关键问题。
一种大规模扩展非易失性片上光学神经网络

[发明专利]一种微环辅助的集成光谱重建型光谱仪结构-CN202310065579.9在审
发明人：李兰;孙春雷;林宏焘 -专利权人：西湖大学
申请日： 2023-01-16 - 公布日： 2023-06-09 - 主分类号： G01J3/12 文献下载
摘要：本发明提供一种微环辅助的集成光谱重建型光谱仪结构，包括入射波导、微环谐振腔、出射波导、加载波导、下载波导、微型加热电极、接触电极、光谱重建分析模块，微环谐振腔包括第一波导、第二波导和环形波导，第一波导设有Input端口和Through端口，第二波导设有Drop端口和Add端口；入射波导与Input端口连接，出射波导与Through端口连接；加载波导与Add端口连接，下载波导与Drop端口连接；下载波导输出端口与光谱重建分析模块输入端口连接；微环谐振腔上方设有微型加热电极，微型加热电极与接触电极连接。本发明同时实现高分辨率、大光谱范围的光谱分析，这在可穿戴医疗和光传感方面有着极大的应用价值。
一种辅助集成光谱重建光谱仪结构

[发明专利]一种集成的基于可调谐微盘谐振腔的光谱仪及其检测方法-CN202211427842.6在审
发明人：李兰;孙春雷;林宏焘 -专利权人：西湖大学
申请日： 2022-11-15 - 公布日： 2023-03-07 - 主分类号： G01J3/28 文献下载
摘要：本发明公开了一种集成的基于可调谐微盘谐振腔的光谱仪及其检测方法，微盘谐振腔两端分别设有入射波导与出射波导，入射波导与出射波导通过一段弯曲波导相连并构成边耦合波导；弯曲波导靠近微盘并存在间隙，构成边耦合型微盘谐振腔；入射波导、弯曲波导和出射波导均为单模波导；微盘谐振腔上方有微型加热电极，并于接触电极相连。这种基于单个可调谐微盘谐振腔的光谱仪只有一个物理通道，可以以紧凑的尺寸接收所有光谱成分。本发明将波导耦合器、微盘谐振腔与微型加热电极结合，利用微盘谐振腔密集、无序的响应光谱，且敏感于波长和加热电极温度变化的特性，通过向微加热器施加外部驱动功率来调谐微盘谐振腔的响应光谱，从其实现对未知光谱的分析。
一种集成基于调谐谐振腔光谱仪及其检测方法

[发明专利]一种混合波导集成石墨烯中红外电光调制器-CN202210792816.7在审
发明人： 林宏焘;钟础宇;魏茂良;马辉;巨泽朝 -专利权人：浙江大学
申请日： 2022-07-05 - 公布日： 2023-01-13 - 主分类号： G02F1/01 文献下载
摘要：本发明公开了一种混合波导集成石墨烯中红外电光调制器。包括蓝宝石衬底；硅波导传输层形成在蓝宝石衬底之上；第一石墨烯层位于硅波导传输层的一侧上；第一石墨烯层控制电极布置连接在第一石墨烯层之上；硫系介质层形成在硅波导传输层上，包覆第一石墨烯层；第二石墨烯层位于硫系介质层的一侧上；第二石墨烯层控制电极布置在第二石墨烯层上；包括硫系条形波导形成在第二石墨烯层上；硫系盖层形成在硫系介质层上，包覆第二石墨烯层和硫系条形波导。本发明支持3‑5μm波段的信号光进行低损传输和调制，本发明使用硅平板层与硫系条形波导构成混合脊型波导结构，石墨烯层可集成在TE0模式的场强极大值处，降低了光功耗。
一种混合波导集成石墨红外电光调制器

[发明专利]一种混合波导集成石墨烯中红外全光调制器-CN202210791866.3在审
发明人： 林宏焘;钟础宇;魏茂良;马辉;巨泽朝 -专利权人：浙江大学
申请日： 2022-07-05 - 公布日： 2022-12-23 - 主分类号： G02F1/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种混合波导集成石墨烯中红外全光调制器。包括蓝宝石衬底，硅波导传输层形成在蓝宝石衬底之上；石墨烯层或者硫系条形波导位于硅波导传输层上，石墨烯层位于硫系条形波导上表面或者下表面；硫系条形波导形成在石墨烯层上；硫系材料层形成在蓝宝石衬底或者硅波导传输层上，用于包覆硅波导传输层、石墨烯层、硫系条形波导。本发明基于中红外低损的蓝宝石‑硅‑硫系材料混合波导结构，灵活集成石墨烯，极大增强光与物质相互作用，同时利用石墨烯的超快速可饱和吸收效应。
一种混合波导集成石墨红外调制器

[发明专利]一种非易失性光纤光开关结构及制备方法-CN201910574163.3有效
发明人：李钧颖;林宏焘;陈辉;马佩;林凯临;杜嘉;穆章健;张学典 -专利权人：上海理工大学
申请日： 2019-06-28 - 公布日： 2022-11-15 - 主分类号： G02F1/01 文献下载
摘要：本发明提出一种非易失性光纤光开关结构及制备方法，插管的两端分别插设有入射光纤与出射光纤，入射光纤与出射光纤同轴且端面相对，入射光纤与出射光纤之间存在间隙并构成光纤法珀谐振腔；入射光纤正对出射光纤的端面依次向外设有高反膜系、硫系相变薄膜和覆盖层；出射光纤正对入射光纤的端面设有高反膜系。光开关在使用时，控制激光与信号激光通过波分复用器同时注入光开关的入射光纤中，控制激光诱导入射光纤端面的硫系相变薄膜发生相变从而调控其光学常数，并使信号激光在光纤法珀谐振腔中的谐振状态发生改变，以实现信号光的导通和关断。本发明将非易失性相变材料与光纤结合，可实现具有记忆性的光纤全光开关，其开关状态具有自稳定性。
一种非易失性光纤开关结构制备方法

[发明专利]一种混合波导集成二维材料中红外光电探测器-CN202210792791.0在审
发明人： 林宏焘;马辉;钟础宇;魏茂良;巨泽朝 -专利权人：浙江大学
申请日： 2022-07-05 - 公布日： 2022-10-21 - 主分类号： H01L31/0232 文献下载
摘要：本发明公开了一种混合波导集成二维材料中红外光电探测器。包括蓝宝石衬底；硅波导传输层形成在蓝宝石衬底之上；二维材料层位于硅波导传输层的中部上；硫系条形波导形成在二维材料层的中间上；两个电极形成在二维材料层的两侧上；硫系盖层形成在硅波导传输层上，且包覆二维材料层、硫系条形波导和电极。本发明是中红外低损的蓝宝石‑硅‑硫系材料混合波导结构，二维材料通过范德华力易于集成且室温下工作优势，通过极大的增强光与物质相互作用。
一种混合波导集成二维材料红外光电探测器

[发明专利]一种中红外移相器-CN202210798635.5在审
发明人： 林宏焘;巨泽朝;魏茂良;钟础宇;林晓斌 -专利权人：浙江大学
申请日： 2022-07-06 - 公布日： 2022-10-14 - 主分类号： G02F1/01 文献下载
摘要：本发明公开了一种中红外移相器。包括衬底；平板光波导形成在衬底之上；图形化加热层位于平板光波导的中部上；脊波导形成在平板光波导和图形化加热层的中间上；两个图形化电极分别形成在图形化加热层的两侧上；包层形成脊波导上。本发明将中红外光信号经输入波导输入移相器件，通过加热控制结构给石墨烯通电产生热能加热波导，调制波导的折射率从而改变经过移相器的光信号的输出相位，解决了传统绝缘体上硅基器件在中红外损耗过大无法工作的问题。
一种红外移相器

[发明专利]一种超大自由光谱范围的集成光学滤波器结构-CN202011278864.1有效
发明人：孙春雷;李兰;林宏焘 -专利权人：西湖大学
申请日： 2020-11-16 - 公布日： 2022-10-04 - 主分类号： G02B6/293 文献下载
摘要：本发明公开一种超大自由光谱范围的集成光学滤波器结构，该结构包括由入射波导、弯曲波导和出射波导依次相连构成的边耦合波导，以及依次相连的左侧布拉格波导光栅、拉锥渐变型波导光栅、反向拉锥渐变型波导光栅、右侧布拉格波导光栅。且弯曲波导的最低点的垂线过拉锥渐变型波导光栅、反向拉锥渐变型波导光栅的连接点。所有的波导光栅的周期相等，且布拉格波导光栅的禁带带宽小于两倍的F‑P谐振腔的自由光谱范围，F‑P谐振腔的谐振波长靠近布拉格波导光栅的禁带的中部。本发明将波导耦合器、布拉格波导光栅与F‑P谐振腔结合，利用布拉格光栅的有限禁带带宽以及F‑P谐振腔的大自由光谱范围可实现全光谱范围单纵模激励，从而实现单通道信号滤波。
一种超大自由光谱范围集成光学滤波器结构

[发明专利]基于SiON波导的离子交换可调制光分路器及其制备工艺-CN202210454274.2在审
发明人： 林宏焘;雷坤皓;孙春雷;李兰 -专利权人：浙江大学
申请日： 2022-04-27 - 公布日： 2022-08-26 - 主分类号： G02F1/035 文献下载
摘要：本发明涉及集成光学分路器领域，公开了基于SiON波导的离子交换可调制光分路器及其制备工艺，包括包括第一金属电极、离子交换区域、SiO2上包层、SiON波导、第二金属电极、SiO2下包层和硅基底。第一金属电极位于离子交换区域的上表面，离子交换区域位于SiON波导的上表面，且离子交换区域置于SiO2上包层之内，SiON波导位于硅基底的上方，SiON波导的上表面与SiO2上包层的下表面相接触，SiON波导的下表面与SiO2下包层的上表面相接触，SiO2下包层位于第二金属电极的上表面，第二金属电极贴合于硅基底的上表面，通过两块金属电极形成的电容电场对离子交换区域的掺杂离子向SiON波导扩散进行控制，以实现对波导传播模式以及分路器分光比的调制目的。
基于 sion 波导离子交换调制分路及其制备工艺

[发明专利]基于离子交换的可调制光分路器及其制备工艺-CN202210452731.4在审
发明人： 林宏焘;雷坤皓;孙春雷;李兰 -专利权人：浙江大学
申请日： 2022-04-27 - 公布日： 2022-08-23 - 主分类号： G02F1/035 文献下载
摘要：本发明涉及集成光学分路器领域，公开了基于离子交换的可调制光分路器及其制备工艺，主要包括玻璃基底、金属电极和玻璃基波导。基于离子交换的光分路器的制备工艺主要包括一下两个环节，第一个环节为在玻璃基PLC(平面光波导)器件上方进行二次混合熔盐离子交换工艺；第二个环节为在二次离子交换区域的表面采取Lift‑off工艺进行金属电极的制备。本发明中的可调制光分路器能够通过金属热电极产生的热量或两块金属电极形成的电容电场，对玻璃基PLC(平面光波导)中波导区域的离子交换过程进行调控，从而达到对离子交换区域波导的传播模式以及光分路器分光比进行调制的目的。
基于离子交换调制分路及其制备工艺

[发明专利]一种小型波分解复用-复用器件-CN202210010527.7有效
发明人：李尔平;林晓斌;林宏焘 -专利权人：浙江大学
申请日： 2022-01-06 - 公布日： 2022-05-17 - 主分类号： G02B6/12 文献下载
摘要：本发明公开了一种小型波分解复用‑复用器件。包括衬底、信号输入波导、信号输出波导和波分解复用区域；信号输入波导、信号输出波导和波分解复用区域均布置在衬底上，信号输出波导包括结构相同且相间隔布置的第一、第二输出波导；波分解复用区域通过拓扑优化逆向设计，连接在所述信号输入波导和信号输出波导之间；两个经多路复用的两种波长的光信号经信号输入波导输入，经过波分解复用区域后被分离至第一、第二输出波导分离地输出。本发明基于伴随源法对器件进行拓扑优化逆向设计，使其实现了长波长间隔的波分解复用‑复用功能，解决了传统片上波分解复用器件中存在的占位面积大、性能不稳定的问题。
一种小型分解器件

[发明专利]一种小型宽带模式转换器件-CN202210010395.8有效
发明人：李尔平;林晓斌;林宏焘 -专利权人：浙江大学
申请日： 2022-01-06 - 公布日： 2022-05-17 - 主分类号： G02B6/14 文献下载
摘要：本发明公开了一种小型宽带模式转换器件。包括衬底、信号输入波导，信号输出波导和模式转换区域；信号输入波导，信号输出波导和模式转换区域均布置在衬底上；模式转换区域通过拓扑优化逆向设计，连接在所述信号输入波导和信号输出波导之间；TE0模式的信号经输入波导输入，经过模式转换区域后被转换成TE1模式信号输出。本发明基于伴随源法对器件进行拓扑优化逆向设计，使其实现了宽带的模式转换功能，以解决传统片上模式转换器件中存在的占位面积大、性能不稳定、带宽窄的问题。
一种小型宽带模式转换器件

[发明专利]一种光纤-微纳结构一体化元件及功能光纤阵列-CN202210156099.9在审
发明人：李兰;施依琳;林宏焘;马耀光 -专利权人：杭州纳境科技有限公司;西湖大学
申请日： 2022-02-21 - 公布日： 2022-05-10 - 主分类号： G02B6/26 文献下载
摘要：本发明涉及光学器件领域，具体公开了一种光纤‑微纳结构一体化元件及功能光纤阵列，光纤‑微纳结构一体化元件包括基片和光纤，光纤的一端插接于基片；基片上设有超表面微纳结构；光纤由包层和纤芯组成，纤芯嵌设并贯穿包层。本发明的光纤‑微纳结构一体化元件具有可拓展功能、封装难度小以及制备成本低的优点。
一种光纤结构一体化元件功能阵列

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